Zigbee 详细介绍

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Zigbee无线通信技术详解

Zigbee无线通信技术详解
系系统统应应用用医院医疗监护医疗仪器数据采集三三zigbee技术应用范围技术应用范围3智能交通控制系统智能交通控制系统图一无线交通信号控制图一无线交通信号控制图二图二zigbee远程交通控制远程交通控制三三zigbee技术应用范围技术应用范围系系统统概概述述采用zigbee和太阳能结合的无线控制系统无须挖路布设控制线路各设备之间实现无线自动组网连接既降低了系统安装成本更重要的是避免了传统安装方式对交通干扰所带来的经济损失而且也避免了由于城市快速发展道路拓展等变化对原有预埋管线的干扰
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一、Zigbee技术简介
二、ZigBee技术特点 • ZigBee 是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率 、低成本、低复杂度的无线网络技术; • ZigBee 采取了 IEEE 802.15.4 强有力的无线物理层 所规定的全部优点 :省电、简单、 成本又低的规格 ;ZigBee 增加了逻辑网络、网络安全和应用层; • ZigBee 的主要应用领域包括无线数据采集、无线工 业控制、消费性电子设备、汽车自动化、家庭和楼宇 自动化、医用设备控制、远程网络控制等场合;
工业控制命令、远程网络控制、家用电器控制 如鼠标键盘数据、操作杆的数据
间断性数据 反复性低反应时间数据

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三、Zigbee技术应用范围
二、适合 ZigBee 技术的应用场合
• • • •
设备成本低、传输数据量小 设备体积小,不便放置较大的充电电池或者电源模块 没有充足的电源支持,只能使用一次性电池 需要较大范围的通信覆盖,网络中的设备非常多,但 仅仅用于监测或控制
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三、Zigbee技术应用范围
三、Zigbee技术典型应用
• • • •
1、结合 Zigbee 和 GPRS 的无线数据传输 2、医疗监控系统 3、无线点餐系统 4、智能交通控制系统

zigbee的原理应用

zigbee的原理应用

Zigbee的原理应用什么是Zigbee技术?Zigbee是一种远距离、低功耗、低速率的通信技术,广泛应用于物联网领域。

它基于IEEE 802.15.4标准,并支持多种网络拓扑结构,如星型、网状和树状。

Zigbee技术主要用于短距离和低功耗的无线传感器网络。

Zigbee的工作原理Zigbee使用了基于IEEE 802.15.4的物理层和MAC层协议进行通信。

物理层定义了无线信道的特性和传输速率,MAC层管理通信的接入和网络层功能。

Zigbee 通过发送和接收数据帧实现节点之间的通信。

Zigbee网络中有三种类型的节点:协调器(Coordinator)、路由器(Router)和终端设备(End Device)。

协调器是网络的中心节点,负责管理网络拓扑结构和协调节点之间的通信。

路由器是网络中的中继节点,有能力转发数据帧。

终端设备是最简单的节点,只能与路由器或协调器进行通信。

Zigbee网络可以支持几个不同的应用场景,如智能家居、工业自动化和远程监测等。

每个节点可以通过使用不同的应用层协议来实现特定的功能。

Zigbee的应用领域智能家居在智能家居领域,Zigbee可以用于实现家庭自动化。

通过将各种设备连接到Zigbee网络,用户可以通过智能手机或其他智能设备来控制各种功能,如灯光、温度和安全系统等。

此外,Zigbee还可以实现家庭能源管理,通过智能电表和电器设备的联网,实现能源的监控和控制。

工业自动化Zigbee在工业自动化领域的应用越来越广泛。

Zigbee节点可以用于监测温度、湿度、压力等参数,以及控制工业设备。

通过建立Zigbee传感器网络,可以实现对工业过程的实时监测和远程控制,提高生产效率和安全性。

远程监测Zigbee也被广泛应用于远程监测领域,如环境监测、农业监测和健康监测等。

通过部署Zigbee传感器节点,可以实时监测环境参数(如温度、湿度、空气质量等)、农田土壤湿度和作物生长状况,以及人体生理参数等。

ZigBee基础知识

ZigBee基础知识

ZigBee基础知识一、ZigBee特点ZigBee技术就是一种新兴得短距离、低功耗、低成本、低数据传输率得无线通信技术。

它得主要特点如下:1)低功耗:在低功耗待机模式下,两节普通5号干电池可使用6~24个月。

2)低速率:数据传输速率只有10kb/s~ 250 kb/s,专注于低速数据传输应用。

3)低成本:因为ZigBee数据传输速率低,协议简单,降低了对通信控制器得要求,所以大大降低了成本。

4)短距离:传输距离一般介于10~100m之间,在增加RF发射功率后,亦可增加到1~3km。

这指得就是相邻节点间得距离,如果通过路由与节点间通信得接力,传输距离将可以更远。

5)短时延:Zigbee得响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需15ms,节点连接进入网络只需30ms,进一步节省了电能。

6)容量大:Zigbee可采用星状、簇状与网状网络结构,一个主节点可管理254个子节点,同时主节点还可由上一层网络节点管理,这样可组成65000多个节点。

7)安全:ZigBee提供了数据完整性检查与鉴权功能,采用AES-128加密算法,各个应用可灵活确定其安全属性。

8)工作频段灵活:使用得频段分别为全球得2、4GHz ISM频段(16个信道)、欧洲得868MHz频段(1个信道),以及美国得915MHz频段(10个信道),均为免执照频段。

二、ZigBee工作频率表1 ZigBee工作频率表三、ZigBee得设备类型ZigBee网络支持两种功能类型得网络节点:全功能器件(Full FunctionDevice, FFD)与精简功能器件(Reduce Function Device,RFD)。

全功能器件拥有完整得协议功能,在网络中可以作为协调器(Coordinator),路由器(Router)与普通节点(Device);而精简功能器件旨在实现最简单得协议功能而设计,只能作为普通节点存在于网络中。

全功能器件可以与精简功能器件或其她得全功能器件通信,而精简功能器件只能与全功能器件通信,精简功能器件之间不能直接通信。

zigbee技术简介

zigbee技术简介

zigbee技术简介【正文】ZigBee是一种短距离无线通信技术,广泛应用于物联网、家庭自动化、工业自动化等领域。

它以低功耗、低复杂度和低数据传输速率为特点,是一种非常适合于传感器网络的通信协议。

ZigBee技术的出现源于对传统无线通信技术的不足之处的认识。

之前的无线通信技术大多对功耗要求较高,难以应用于需要长期运行的低功耗设备。

而ZigBee技术则专注于解决此类问题,使得各种传感器和移动设备能够通过无线网络进行低耗能的通信。

ZigBee技术采用了IEEE 802.15.4标准,利用2.4GHz频段进行通信。

这一频段已经被工业、科学和医疗(ISM)设备广泛使用,因此ZigBee能够与其他设备共享频谱,提高了通信的灵活性和可靠性。

ZigBee的网络结构非常简单灵活,可以根据应用的需求组成不同类型的网络。

它采用星型拓扑结构,其中一个设备充当协调器的角色,其他设备则作为终端节点进行通信。

这种结构使得网络的建立和维护非常方便,能够适应复杂环境中的通信需求。

另外,ZigBee还采用了分散式的时间频率分割多址(CSMA/CA)机制,用于协调网络中各个设备的通信。

这种机制能够有效减少冲突和碰撞,提高数据传输的可靠性和稳定性。

由于ZigBee技术的特点和优势,它在物联网领域得到了广泛的应用。

在家庭自动化中,ZigBee可用于实现智能家居控制系统,例如灯光控制、温度调节、安防监控等。

其低功耗和低复杂度的特点使得设备能够长时间运行,并且与其他无线设备无缝集成。

在工业自动化中,ZigBee技术也具备适应复杂环境的能力。

它可以用于监测温度、湿度、压力等参数,并将数据传输到上位机进行处理和分析。

同时,ZigBee技术的数据传输速率虽然不高,但足以满足大部分传感器网络的需求。

尽管ZigBee技术具有众多的优点,但也存在一些局限性。

由于其低数据传输速率,不适用于高带宽的应用场景。

此外,2.4GHz频段的使用会受到其他设备的干扰,造成通信质量下降。

zigbee应用

zigbee应用

zigbee应用ZigBee技术是一种低功耗、近距离、低速率无线通信技术,具有低功耗、低成本、简单易用等特点,广泛应用于智能家居、物联网、能源管理、电力控制等领域。

本文将从ZigBee技术的基本原理、应用案例以及未来发展等方面进行介绍,旨在帮助读者更好地理解和了解ZigBee技术的应用。

一、ZigBee技术基本原理ZigBee技术是一种基于IEEE802.15.4标准的无线通信技术,使用全球2.4GHz频段,采用工作在低速率模式下的设备,适用于大范围的低功耗应用。

ZigBee技术主要包含三个基本组件:设备、协调器和网络。

设备是指采用ZigBee技术的终端设备,如传感器、开关等,用于感知环境信息,并将其通过ZigBee网络传输到协调器。

协调器是ZigBee网络的核心节点,负责组网、路由和管理网络中的设备。

它还可以与上层网络(如无线局域网)进行通信,实现设备与互联网的连接。

网络是由协调器和多个设备组成的拓扑结构,通过ZigBee协议进行通信。

ZigBee网络分为星型、网状和混合三种结构,可以根据不同应用需求选择不同的拓扑结构。

ZigBee技术通过低功耗的无线通信方式实现设备之间的数据传输。

它采用短距离通信,通信距离一般在10-100米之间,适用于室内环境。

同时,ZigBee技术在传输过程中对数据进行了优化,采用了低速率的传输模式,降低了能耗。

二、ZigBee技术应用案例1. 智能家居智能家居是ZigBee技术最常见的应用领域之一。

通过将传感器、开关、灯光等设备连接到ZigBee网络中,实现对家居环境的智能控制。

用户可以通过智能手机、平板电脑等终端设备,远程控制家居设备的开关、调光、温度等功能,提高家居的舒适度和便利性。

2. 物联网ZigBee技术也广泛应用于物联网领域。

通过将物联网设备连接到ZigBee网络中,实现对物联网设备的监测、控制和管理。

例如,智能城市中的环境监测设备可以通过ZigBee网络将环境数据传输到中心服务器,实现对环境状况的实时监测和分析。

什么是ZigBee

什么是ZigBee

什么是ZigBee?Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词。

根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。

这一名称来源于蜜蜂的八字舞,由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息,也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。

其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。

主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。

简而言之,ZigBee就是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术。

Zigbee的起源Zigbee, 在中国被译为"紫蜂",它与蓝牙相类似.是一种新兴的短距离无线技术.用于传感控制应用(sensor and control).此想法在IEEE 802.15工作组中提出,于是成立了TG4工作组,并制定规范IEEE 802.15.4.2002年,zigbee Alliance成立.2004年,zigbee V1.0诞生.它是zigbee的第一个规范.但由于推出仓促,存在一些错误.2006年,推出zigbee 2006,比较完善.2007年底,zigbee PRO推出zigbee的底层技术基于IEEE 802.15.4.物理层和MAC层直接引用了IEEE 802.15.4在蓝牙技术的使用过程中,人们发现蓝牙技术尽管有许多优点,但仍存在许多缺陷。

对工业,家庭自动化控制和工业遥测遥控领域而言,蓝牙技术显得太复杂,功耗大,距离近,组网规模太小等,而工业自动化,对无线数据通信的需求越来越强烈,而且,对于工业现场,这种无线数据传输必须是高可靠的,并能抵抗工业现场的各种电磁干扰。

因此,经过人们长期努力,Zigbee协议在2003年正式问世。

另外,Zigbee使用了在它之前所研究过的面向家庭网络的通信协议Home RF Lite。

长期以来,低价、低传输率、短距离、低功率的无线通讯市场一直存在着。

zigbee技术

紫蜂是一种无线连接,可工作在2.4GHz(全球流 行)、868MHz(欧洲流行)和915 MHz(美国流 行)3个频段上,分别具有最高250kbit/s、 20kbit/s和40kbit/s的传输速率。 • ZigBee是一种开放的协议,物理层(PHY)和 MAC层则采用了IEEE 802.15.4标准,而其他 上层则由ZigBee联盟自己定义。其主要特点如 下:
1.信道选择(channel select); 2.信道能量监测(energy detect); 3.空闲信道评估(clear channel assessment): 4.无线信道收发数据(PHY Protocol Data Unit); 5.接收包链路质量检测;
2.物理层协议规范

ZigBee采用了扩频通信技术,在2.4GHZ频 带上使用偏移正交相移键控调制法(Offset Quadrature Phase Shift Keying,OQPSK), 而在868/915MHZ频带使用二进制移相键控 调制法(Binary Phase Shift Keying,BPSK)。


与移动通信的CDMA网或GSM网不同的是, 紫蜂网络主要是为工业现场自动化控制数据传 输而建立,因而,它必须具有简单,使用方便, 工作可靠,价格低的特点。 而移动通信网主要是为语音通信而建立,每个 基站价值一般都在百万元人民币以上,而每个 紫蜂网络 “基站”却不到1000元人民币。
ZigBee技术特点

ZigBee技术特点
(1)低功耗。ZigBee网络结点设备工作周期较短、收 发信息功率低,降低帧开销以及实行严格的功率管理 机制来降低设备的功耗,并且采用了休眠模式。 (2)传输可靠,抗干扰强。采用DSSS直接序列扩频技 术,以化整为零的方式将一个信号分为多个信号,抗 干扰性强。 ZigBee采用了载波侦听多址/冲突避免 (CSMA/CA) 的信道接入方式和完全握手协议。MAC 层采用了回复确认的数据传输机制, 提高了可靠性。 (3)低成本。由于ZigBee协议栈设计简练,因此,它 的研发成本相对较低。通信模块在2美元左右,蓝牙 模块在8美元左右。

Zigbee简介

Zigbee简介ZigBee(紫蜂)技术是一种低复杂度、低耗电、低数据传输速率、低成本、高可靠且便于组网的双向短距无线通讯技术。

早期曾被称“HomeRF Lite”、“RF- EasyLink”或“fireFly”无线电技术,现统称为ZigBee技术。

它是基于IEEE批准通过一个无线个人区域网标准研制开发的,主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。

ZigBee协议栈是基于IEEE802.15.4的无线网络标准的,将IEEE 802.15.4与ZigBee技术对比,IEEE802.15.4定义了物理层(PHY)和介质访问层(MAC),而ZigBee联盟则在IEEE 802.15.4的基础上定义了网络层(NWK)和应用层(API)。

其中,PHY层主要功能是启动和关闭无线收发器、信道选择、能量监测、链路质量监测、清除信道评估以及通过物理介质对数据包进行发送和接收。

MAC层是信标管理、行道接入、时隙管理、发送确认帧、发送连接及断开请求。

并且,MAC层还为应用合适的安全机制提供了一些方法。

网络层主要用于建立和维护网络连接。

它独立处理传入数据的请求、关联、解除关联和孤立通知请求。

应用层主要为ZigBee技术的实际应用提供一些应有框架模型等,以便对ZigBee技术进行开发应用。

ZigBee无线网络根据不同的需要可采用星状、串状、网状三种不同类型的网络配置,每种配置是由一个协调器(Coordinator)、多个路由器(Router)和多个终端设备节点(End device)组成。

Coordinator和Router均为实现了一组很多服务的全功能设备(Full Function Device,FFD),终端设备可以为FFD或简化功能设备(RFD)。

一个网络配置仅有一个唯一的协调器负责与所控制的子节点通信,汇集数据和管理发布控制,路由器主要起到通信路由和网络扩展的功能。

其中Coordinator节点是发起网络的,它等待着Router和End —device节点的加入。

Zigbee知识点

第一章Zigbee概述1、Zigbee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术,主要用于近距离无线连接。

2、Zigbee的特点是功耗低、成本低、时延短、网络容量大、可靠安全。

3、常见的Zigbee芯片有CC243X系列、MC1322X系列和CC253X系列。

4、常见的Zigbee协议栈有非开源(msstatePAN)协议栈、开源(freakz)协议栈和半开源(Zstack)协议栈。

5、Zigbee软件开发平台包括IAR、Zigbee Sniffer、物理地址修改软件以及其它辅助软件。

6、Zigbee硬件开发平台采用Altium Designer进行设计。

7、简述Zigbee的定义.答:Zigbee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低成本的双向无线通讯技术。

主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间,进行数据传输(包括典型的周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据)的应用。

(Zigbee的基础是IEEE802。

15。

4,但是IEEE802。

15.4仅处理低级的MAC(媒体接入控制协议)层和物理层协议,Zigbee联盟对网络层协议和应用层进行了标准化。

)8、简述无线传感器网络与Zigbee之间的关系。

答:从协议标准来讲:目前大多数无线传感器网络的物理层和MAC层都采用IEEE802.15。

4协议标准。

IEEE802。

15。

4描述了低速率无线个人局域网的物理层和媒体接入控制协议(MAC层),属于IEEE802.15。

4工作组。

而Zigbee技术是基于IEEE802。

15。

4标准的无线技术。

从应用上来讲:Zigbee适用于通信数据量不大,数据传输速率相对较低,成本较低的便携或移动设备。

这些设备只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另外一个传感器,并能实现传感器之间的组网,实现无线传感器网络分布式、自组织和低功耗的特点.9、Zigbee技术特点:低功耗、低成本、大容量、可靠、时延短、灵活的网络拓扑结构.第二章Zigbee技术原理1、Zigbee协议分为物理层、MAC层、网络层和应用层,其中物理层和MAC层由IEEE802.15.4定义。

ZigBee详细的介绍

ZigBee详细的介绍ZigBee凭借其架构简单价格低廉、低消耗功率延长使用寿命,即使传输速率不高,但针对感测与控制之应用,ZigBee有其很大的发展潜力。

2004年全球ZigBee之出货量仍约为50万套,而至2008年,Zigbee的芯片出货量为3400万颗,预计到2012年,Zigbee芯片的出货量可达一亿六千万颗,随后庞大的无线传感器网络市场将全面发展。

在无线个人网络领域,UWB具备高传输速率其定位为多媒体传输,Bluetooth拥有QoS可作为与语音与数据传输之用,ZigBee传输速率虽低,但适合应用在感测与控制用途,搭配低价与长寿之特性,成为众所瞩目之新兴技术,有关ZigBee之技术发展现况,以下分析之。

1.ZigBee技术分析ZigBee这个字源自于蜜蜂群通过跳ZigZag形状的舞蹈,来通知其它蜜蜂有关花粉位置等信息,以达到彼此沟通讯息之目的,故以此作为新一代无线通讯技术之命名。

ZigBee先前亦被称为「HomeRF Lite」、「RF-EasyLink」或「FireFly」无线电技术,目前统一称为ZigBee 。

ZigBee是一种短距离、架构简单、低消耗功率与低传输速率的无线通讯技术,其传输距离约为数十米,使用频段为免费的2.4GHz与900MHz频段,传输速率为20K至250Kbps,网络架构具备Master/Slave属性,并可达到双向通信功能。

根据ZigBee之技术本质,ZigBee具有下列之特性:(1)省电:ZigBee传输速率低,使其传输资料量亦少,所以讯号的收发时间短,其次在非工作模式时,ZigBee处于睡眠模式,而在工作与睡眠模式之间的转换时间,一般睡眠激活时间只有15ms,而设备搜索时间为30ms。

透过上述方式,使得ZigBee十分省电,透过电池则可支持ZigBee长达6个月到2年左右的使用时间。

(2)可靠度高:ZigBee之MAC层采用talk-when-ready之碰撞避免机制,此机制为当有资料传送需求时则立即传送,每个发送的资料封包都由接收方确认收到,并进行确认讯息回复,若没有得到确认讯息的回复就表示发生了碰撞,将再传一次,以此方式大幅提高系统信息传输之可靠度。

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Z i g B e e凭借其架构简单价格低廉、低消耗功率延长使用寿命,即使传输速率不高,但针对感测与控制之应用,Z i g B e e有其很大的发展潜力。

2004年全球Z i g B e e之出货量仍约为50万套,而至2008年,Z i g b e e的芯片出货量为3400万颗,预计到2012年,Z i g b e e芯片的出货量可达一亿六千万颗,随后庞大的无线传感器网络市场将全面发展。

在无线个人网络领域,U W B具备高传输速率其定位为多媒体传输,B l u e t o o t h拥有Q o S可作为与语音与数据传输之用,Z i g B e e传输速率虽低,但适合应用在感测与控制用途,搭配低价与长寿之特性,成为众所瞩目之新兴技术,有关Z i g B e e之技术发展现况,以下分析之。

1.Z i g B e e技术分析Z i g B e e这个字源自于蜜蜂群通过跳Z i g Z a g形状的舞蹈,来通知其它蜜蜂有关花粉位置等信息,以达到彼此沟通讯息之目的,故以此作为新一代无线通讯技术之命名。

Z i g B e e先前亦被称为「H o m e R F L i t e」、「R F-E a s y L i n k」或「F i r e F l y」无线电技术,目前统一称为Z i g B e e。

Z i g B e e是一种短距离、架构简单、低消耗功率与低传输速率的无线通讯技术,其传输距离约为数十米,使用频段为免费的 2.4G H z与900M H z频段,传输速率为20K至250K b p s,网络架构具备M a s t e r/S l a v e属性,并可达到双向通信功能。

根据Z i g B e e之技术本质,Z i g B e e具有下列之特性:(1)省电:Z i g B e e传输速率低,使其传输资料量亦少,所以讯号的收发时间短,其次在非工作模式时,Z i g B e e处于睡眠模式,而在工作与睡眠模式之间的转换时间,一般睡眠激活时间只有15m s,而设备搜索时间为30m s。

透过上述方式,使得Z i g B e e 十分省电,透过电池则可支持Z i g B e e长达6个月到2年左右的使用时间。

(2)可靠度高:Z i g B e e之M A C层采用t a l k-w h e n-r e a d y之碰撞避免机制,此机制为当有资料传送需求时则立即传送,每个发送的资料封包都由接收方确认收到,并进行确认讯息回复,若没有得到确认讯息的回复就表示发生了碰撞,将再传一次,以此方式大幅提高系统信息传输之可靠度。

(3)高度扩充性:一个Z i g B e e的网络最多包括有255个Z i g B e e网络节点,其中一个是M a s t e r设备,其余则是S l a v e设备。

若是透过N e t w o r k C o o r d i n a t o r则整体网络最多可达到6500个Z i g B e e网络节点,再加上各个N e t w o r k C o o r d i n a t o r可互相连接,整体Z i g B e e网络节点数目将十分可观。

2.Z i g B e e标准现况在标准规范之制订方面,主要是I E E E 802.15.4小组与Z i g B e e A l l i a n c e两个组织,两者分别制订硬件与软件标准,两者之角色与分工就如同I E E E802.11小组与W i-F i之关系。

在I E E E 802.15.4方面,2000年12月I E E E成立了802.15.4小组,负责制订媒体存取控制层(M A C)与物理层(P H Y)规范,在2003年5月通过802.15.4标准,802.15.4任务小组目前则在着手制订802.15.4b标准,此标准主要是加强802.15.4标准,包括有解决标准疑义之处、降低复杂度、提高弹性并思考新的频段分配等。

2007年10月发布了Z i g B e e2007规范,Z i g B e e2007规范定于了两套高级的功能指令集(f e a t u r e s e t):分别是Z i g B e e功能命令集和Z i g B e e P r o功能命令集。

(Z i g B e e 2004和2006都不兼容这两套新的命令集)。

Z i g B e e2007包含两个协议栈模板(p r o f i l e),一个是Z i g B e e协议栈模板(S t a c k P r o f i l e1),它是2006年发布的,目标是消费电子产品和灯光商业应用环境,设计简单,使用在少于300个节点的网络中。

另一个是Z i g B e e P r o协议栈模板(S t a c k P r o f i l e 2),它是在2007年发布,目标是商业和工业环境,支持大型网络,1000个以上网络节点,相应更好的安全性。

在物理层(P h y s i c a l;P H Y)方面,802.15.4之工作频率分为 2.4G H z、915M H z和868M H z三种,分别提供250K b p s、40K b p s和20K b p s的传输速率。

由于Z i g B e e使用的是 2.4G H z、915M H z和868M H z频段,这些频段因是免费开放使用,故已有多种无线通讯技术使用,因此Z i g B e e为避免被干扰,故在各个频段皆是采用直接序列展频(D S S S)技术,以化整为零方式,将一个讯号分为多个讯号,再经由编码方式传送讯号避免干扰。

这三者不同之频段,在调频技术方面,虽都是采取相位调频技术,但仍有所差异,2.4G H z采用Q P S K调变技术以达到250K b p s的速率,并降低工作周期,以减少功率消耗。

而在915M H z和868M H z方面,则是用B P S K的调变技术。

相较于 2.4G H z频段,900M H z 频段为低频的频段,故无线传播之损失较低,使其传输距离较长,其次此频段过去主要是室内无线电话使用之频段,不过现在因室内无线电话转移到 2.4G H z,干扰反而较少。

而在媒体存取控制(M e d i a A c c e s s C o n t r o l;M A C)层方面,主要是沿用W L A N中802.11系列标准的C S M A/C A方式,以提高系统兼容性,所谓的C S M A/C A是在传输之前,会先检查信道是否有数据传输,若信道无数据传输,则开始进行数据传输动作,若是产生碰撞,则稍后重新再传。

在网络层方面,Z i g B e e联盟制订Z i g B e e可具备支持S t a r、C l u s t e r T r e e与M e s h 三种网络架构,在各个节点之角色方面,可分为全功能设备(F u l l-F u n c t i o n D e v i c e;F F D)与精简功能设备(R e d u c e d-F u n c t i o n D e v i c e;R F D)。

相较于F F D,R F D之电路较为简单且内存较小。

F F D之节点具备控制器(C o n t r o l l e r)之功能提供资料交换,而R F D则是只能传送资料给予F F D或是从F F D接受资料。

3.Z i g B e e芯片架构Z i g B e e的芯片架构,主要是有M A C处理封包,而P H Y则是接收处理射频(R F)讯号。

Z i g B e e之系统架构,因其传输速率低并只做简易数据处理,故在系统架构上,在H o s t端只需搭配简单的8位处理器,而Z i g B e e芯片模块方面,则内含R F、P H Y与M A C 做成一单芯片,未来Z i g B e e芯片则将会整合处理器。

而在内存方面,全功能设备(F F D)需要16_20K b y t e的R O M,而精简功能设备(R F D)则只需12_16K b y t e的R O M,不过若是网络主要节点,则因需处理节点设备信息、资料路径表、安全密钥等信息,需要更大之内存。

在协议堆栈(P r o t o c o l S t a c k)方面,完整之协议堆栈需要32K b y t e内存,而简单协议堆栈则为4K b y t e。

4.Z i g B e e应用领域Z i g B e e应用领域主要有家庭自动化、家庭安全、工业与环境控制与个人医疗照护等,可搭配之应用产品则有家电产品、消费性电子、P C外围产品与传感器等,提供家电感测、无线P C周边控制、家电遥控等功能。

在家庭自动化领域,涵盖项目有照明、温度、安全、控制等。

Z i g B e e模块可安装在电视、灯泡、遥控器、儿童玩具、游戏机、门禁系统、空调系统和其它家电产品等,例如在灯泡中装置Z i g B e e模块,则人们要开灯,就不需要走到墙壁开关处,直接透过遥控便可开灯。

通过Z i g B e e可以收集家庭各种信息,传送到中央控制设备,或是通过遥控达到远程控制之目的,提供家居生活更朝向自动化、网络化与智能化,以有效增加人们居住环境之方便性与舒适度。

在工业领域,透过Z i g B e e网络自动收集各种信息,并将信息回馈到系统进行数据处理与分析,以利工厂整体信息之掌握,例如火警的感测和通知,照明系统之感测,生产机台之流程控制等,都可通过Z i g B e e网络提供相关信息,以达到工业与环境控制之目的。

随着应用产品之扩大,将带动Z i g B e e产品出货之增加,在未来市场规模发展方面,2004年全球Z i g B e e之出货量仍不大约为50万套,而至2008年,Z i g b e e的芯片出货量为3400万颗,预计到2012年,Z i g b e e芯片的出货量可达一亿六千万颗,随后庞大的无线传感器网络市场将全面发展。

5.结论全球数字家庭风潮方兴未艾,虽然家庭全面走向数字化仍有一段路需要走,但随着家电装置与多媒体娱乐资料都逐渐数字化,家庭应用也将整合数据、通讯与娱乐,随后将整合控制,使家庭更朝向自动化智能家庭发展。

在无线个人网络领域技术分陈,前有B l u e t o o t h1.1、B l u e t o o t h1.2,后有U W B,各依据其技术特性,抢占各类应用产品山头。

Z i g B e e凭借其架构简单价格低廉、低消耗功率延长使用寿命,即使传输速率不高,但针对感测与控制之应用,Z i g B e e有其很大的发展潜力。

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